肥胖是由于脂肪在体内过度积聚造成代谢紊乱的流行性疾病,它还可能导致高血压、冠心病、2型糖尿病、高脂血症和非酒精性脂肪肝等代谢性综合征,已经严重危害到人类的身心健康。目前减肥降脂相关的药物基本存在毒副作用、疗效不显著、研制与申报困难等问题。因此,研究开发一种安全有效的减肥产品对人类健康事业具有重大意义。壳寡糖(Chitosan oligosaccharides,COS)是一种生物活性好、结构新颖而且不良反应少的低聚寡糖。与壳聚糖相比,COS具有更高的水溶性和更低的黏度,易被动物体吸收,生物利用度较高,使其在生物医药和保健食品等领域具有更广泛的应用前景。课题组前期研究发现COS具有良好的减肥活性。因此,本研究先将平均分子量≤3000Da的壳寡糖(COSM)制备成颗粒剂(COSM granules,COSMG),然后进行质量检查。接着通过建立高脂饮食诱导的肥胖大鼠模型,对COSMG进行减肥活性评价,并从分子生物水平对其作用机理进行了探讨,为COSMG的进一步开发利用提供科学依据。按照最优处方:5%PVP作为粘合剂,0.8%阿司帕坦作为矫味剂,无水乙醇作为润湿剂,采用手工湿法制备COSMG。依据COSM的人体日推荐剂量为3 g,一天服用3次,按照每包含1 g COSM进行分袋包装。结果表明,制备的COSMG为淡黄褐色固体颗粒,口感微甜,无潮解、软化、结块现象,性质稳定。溶化性实验检查颗粒全部溶解,粒度为7.01%、含水量为6.68%、干燥失重为1.51%,各项指标均符合《中国药典》(2015版)的规定。采用高脂饮食诱导肥胖大鼠模型对COSMG的减肥活性进行评价。研究结果体现在以下几方面:(1)COSMG在不影响食欲的前提下,可以明显抑制大鼠体重增长,减少脂肪组织的增生从而降低脂/体比,表现出较好的减肥功能。(2)COSMG能够显著的降低血清中的TC、TG和LDL-C的含量,并且增加HDL-C的含量,改善大鼠血脂水平;(3)COSMG能够显著降低血清中AST和ALT的含量,降低大鼠的肝重和减少肝脏中TG、TC和FFA的含量,抑制肝脏组织的脂质积累,有护肝作用;(3)COSMG能够增加大鼠粪便中TC、TG和TBA的排泄量,从而有助于改善肥胖症状;(4)HE组织切片表明COSMG对心脏、肝脏、肾脏和脾脏无毒副作用。通过基因测序结果发现:在肝脏中,COSMG组与Model组有12970个共性基因和769个特异性基因;同时,相对于Model组,COSMG组上调基因55个,下调基因120个,提示经COSMG给药后,肥胖大鼠产生基因差异性表达;利用Gene Ontology分析发现差异性基因表达主要体现在细胞蛋白结合和生物分子成分细胞过程中;差异基因的KEGG pathway功能分析表明,差异基因富集通路主要在脂质代谢、胆汁分泌以及脂质合成等方面。为了阐明COSMG对预防改善肥胖的分子作用机制,本课题从肝脏内质网应激和脂质代谢两方面进行了探讨。通过采用Real-time PCR的检测方法,发现COSMG明显下调了肥胖大鼠肝脏内GRP78、XBP1、ATF6、CHOP、SREBP2基因的表达量。同时PPARα、LXRα、CYP7A1基因的表达量出现上调趋势。以上结果表明,COSMG可以有效改善肝脏内质网应激和调节肝脏脂质代谢、促进胆固醇转化为胆汁酸,减少脂质积累,从而发挥其减肥降脂作用。